Инерционный механизм



Инерционный механизм
Инерционный механизм
Инерционный механизм

 


Владельцы патента RU 2454579:

Царенков Дмитрий Борисович (RU)
Царенков Алексей Борисович (RU)

Изобретение относится к передачам с текучей средой. Пустотелый корпус (1) механизма закреплен на ведомом валу (2) и частично заполнен жидкостью. На валу (2) внутри корпуса (1) закреплена крыльчатка с лопастями (8). Корпус (1) выполнен расширяющимся от центра к периферии. В полости расширенной части корпуса (1) равномерно по окружности расположены конфузорные ловушки (3). На входе в каждую ловушку (3) шарнирно закреплен ∟-образный рычаг (5). Одно из плеч рычага (5) жестко соединено с поплавком (6), размещенным в полости конфузорной ловушки (3). На выходе ловушки (3) закреплены сопла (7), направленные на лопасти (8). Предпочтительно, объем жидкости внутри корпуса (1) соответствует суммарному объему конфузорных ловушек (3), количество которых соответствует количеству лопастей (8). Решение направлено на упрощение конструкции. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при аккумулировании энергии в маховике, например, в транспортных средствах с мускульным приводом, а также в любых иных транспортных средствах для передвижения их на воде и по земле.

Создание двигателей, движителей и других устройств для получения механической энергии, ее воспроизводство, аккумулирование и использование являются важным направление в развитии и совершенствовании динамичных, малогабаритных и доступных устройств для передачи крутящего момента. К таким устройствам относятся маховики, рекуператоры и т.д.

Известен ленточный аккумулятор крутящих моментов И.Г.Мухина (SU 1381293, кл. F16H 33/02, 1988 г.), содержащий корпус, вал, установленный в последнем, передаточные элементы, установленные свободно на концах вала, и пружинные ленты, закрепленные одним концом на передаточном элементе, а другим на втулках. Кроме того, устройство также содержит цапфу с храповыми полумуфтами на торцах, жестко установленные на валу между передаточными элементами и втулками с храповыми полумуфтами на одном из торцов для взаимодействия с полумуфтами цапфы, свободно установленными на валу.

Известное устройство достаточно сложное по конструкции.

Известна также инерционная передача (RU 2354873, кл. F16H 33/16, F16H 47/12), содержащая корпус, ведущий вал, на котором закреплена ведущая шестерня, инерционный механизм, кинематически связанный с ведомым валом. Инерционный механизм выполнен в форме двух одинаковых по конструкции пустотелых колец прямоугольного сечения, которые закреплены вертикально в одной плоскости с ведомым валом. Продольные оси колец параллельны продольным осям ведомого вала. Центры окружности колец и центр вращения ведомого вала расположены на одной линии. Одна из половин каждого из колец расширена с обеих торцевых сторон таким образом, что сечение расширенной половины кольца в несколько раз больше сечения нерасширенной половины кольца. Расширенными половинами оба кольца развернуты в противоположные стороны относительно друг друга. Внутри расширенной части полуколец закреплены насосы. Вал каждого насоса параллелен ведомому валу и имеет шестерню, входящую в зацепление с ведущей шестерней ведущего вала. Внутренние полости колец заполнены ртутью или жидкостью с большим удельным весом.

Однако известная конструкция сложная, а использование ртути, являющейся сильно токсичным веществом, в случае поломки может привести к загрязнению окружающей среды.

Задачей изобретения является упрощение конструкции.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных характеристик инерционного механизма.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в инерционном механизме, включающем пустотелый корпус, закрепленный на валу, и частично заполненный жидкостью, согласно изобретению на валу внутри корпуса закреплена крыльчатка с лопастями, а корпус выполнен расширяющимся от центра к периферии, при этом в полости корпуса в расширенной его части равномерно по окружности расположены конфузорные ловушки, на входе в каждую из которых шарнирно закреплен ∟-образный рычаг, одно из плеч рычага жестко соединено с поплавком, размещенным в полости конфузорной ловушки, а на выходе ловушки закреплены сопла, направленные на лопасти крыльчатки. При этом объем жидкости внутри корпуса соответствует суммарному объему конфузорных ловушек, а количество конфузорных ловушек соответствует количеству лопастей крыльчатки.

Плавно расширяющаяся полость корпуса позволяет при его вращении создавать направленный поток жидкости, находящейся внутри, за счет центробежных сил от центра к периферии на вход в конфузорные ловушки. На выходе конфузорных ловушек установлены сопла, повышающие скорость истечения жидкости из ловушек, а траектория движения истекающего потока жидкости из ловушек направлена на концы лопастей крыльчатки, обеспечивая тем самым ускорение ее вращения за счет накопленной энергии. Наличие ∟-образных рычагов, одно из плеч которых жестко соединено с поплавком, позволяет проталкивать жидкость из ловушки на выход и через сопло на лопасти крыльчатки. За счет шарнирного соединения рычага, плечи которого выполнены в виде пластин с площадью, равной площади входа в ловушку, а также его расположения на входе в ловушку, создается условие для отклонения рычага вовнутрь ловушки под действием потока жидкости, а жесткое соединение поплавка с рычагом позволяет выталкивать жидкость через сопло на лопасти крыльчатки. Количество лопастей крыльчатки и объем жидкости внутри полого корпуса, подобраны экспериментально. При этом, если жидкости будет меньше, чем суммарный объем ловушек, напор жидкости, истекаемой из сопел, будет недостаточным, а следовательно, будет недостаточна и сила воздействия на лопасти крыльчатки. Если объем жидкости будет больше суммарного объема ловушек, то ее избыток будет распределен по всему телу корпуса, замедляя его вращение и снижая инерцию механизма. Количество лопастей и количество ловушек должно быть одинаковым для того, что бы каждая струя жидкости действовала на каждую лопасть крыльчатки, повышая КПД устройства. За счет жесткого соединения крыльчатки и корпуса с валом, они вращаются в одном направлении, и струи жидкости, «догоняют» лопасти крыльчатки, ускоряя их вращение, и одновременно вращение вала.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен полый корпус инерционного механизма в поперечном разрезе; на фиг.2 - вид сбоку на корпус в разрезе; на фиг.3 - реализация инерционного механизма, на примере велосипеда.

Инерционный механизм, выполненный в виде пустотелого корпуса 1, который может быть выполнен, например, из полимерного материала. Корпус 1 жестко закреплен на валу 2, а его полость заполнена жидкостью, например водой (не показано). Внутренняя полость корпуса 1 выполнена с расширением от центра к периферии (фиг.2). Внутри корпуса 1 в расширенной его части равномерно по окружности установлены конфузорные ловушки 3, на входе в каждую из которых закреплен с помощью шарнира 4 ∟-образный рычаг 5, одно из плеч которого расположено на входе в ловушку 3 и выполнено в виде пластины, а другое плечо жестко связано с поплавком 6. На выходе из конфузорной ловушки 3 закреплено сопло 7, направленное на лопасти 8 крыльчатки. Крыльчатка жестко закреплена на валу 2.

Работа инерционного механизма рассмотрена на примере его установки на заднем колесе велосипеда (фиг.3). Инерционный механизм жестко закреплен на валу 2, который базируется на подшипниках внутри ведущего заднего колеса 9 велосипеда. Инерционный механизм приводится в движение мускульной силой человека или приводным двигателем. Залитая во внутреннюю полость полого корпуса 1, жидкость также раскручивается и при вращении, создавая и накапливая кинетическую энергию момента инерции вращения. С помощью центробежных сил жидкость направляется к периферии в расширенную часть колеса 1 и попадает в ловушку 3. На входе в ловушку 3 с помощью шарнира 4 закреплен ∟-образный рычаг 5, одно из плеч которого выполнено в виде пластины, площадь которой равна площади входа в ловушку 3. Под действием потока жидкости, созданного центробежной силой воды, плоскость пластины рычага 5 отклоняется вовнутрь ловушки 3, а другое плечо рычага 5, жестко связанное с поплавком 6, отклоняется дальше внутри ловушки 3 и проталкивает жидкость, накопившуюся в ловушки 3 к соплу 7 и далее на лопасти 8 крыльчатки. Траектория струи воды направлена на периферийную часть крыльчатки, создавая наибольшее давление на лопасти 8, создавая вращательный момент на ведомом валу 2, обеспечивая более быстрое вращение ведомого колеса 9 велосипеда. Полый корпус 1 и крыльчатка крутятся в одном направлении и истекаемые из сопла 7 струи жидкости «догоняют» лопасти 8 и подталкивают крыльчатку, обеспечивая передачу вращательного момента на вал 2, облегчая и ускоряя движение колеса 9, а следовательно, повышают эксплуатационные характеристики всего механизма.

Конструкторское исполнение заявляемого устройства не ограничивается данным примером его осуществления. Так в рамках данного изобретения возможны и иные альтернативные решения применения инерционного механизма, например, в двигателях с маховиками, в ветрогенераторах и т.д.

Конструкция инерционного механизма проста, надежна и дешевая. Создана ее опытная модель, которая прошла лабораторные испытания. Результаты испытания доказали повышение эксплуатационных характеристик инерционного механизма и его простоту при изготовлении и эксплуатации.

1. Инерционный механизм, включающий пустотелый корпус, закрепленный на ведомом валу и частично заполненный жидкостью, отличающийся тем, что на валу внутри корпуса закреплена крыльчатка с лопастями, а корпус выполнен расширяющимся от центра к периферии, при этом в полости корпуса в расширенной его части равномерно по окружности расположены конфузорные ловушки, на входе в каждую из которых шарнирно закреплен ∟-образный рычаг, одно из плеч рычага жестко соединено с поплавком, размещенным в полости конфузорной ловушки, а на выходе ловушки закреплены сопла, направленные на лопасти крыльчатки.

2. Инерционный механизм по п.1, отличающийся тем, что объем жидкости внутри корпуса соответствует суммарному объему конфузорных ловушек.

3. Инерционный механизм по п.1, отличающийся тем, что количество конфузорных ловушек соответствует количеству лопастей крыльчатки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве силовой передачи в трансмиссиях транспортных средств и других машин. .

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к велосипедам с опорой на спинку. .

Изобретение относится к велосипедам с возвратно-поступательно движущимися ножными рычагами, которые обеспечивают траекторию движения педалей как при ходьбе или беге.

Изобретение относится к приводам с возвратно-поступательно движущимися ножными рычагами и с приспособлениями для накопления и отдачи энергии. .

Изобретение относится к велосипедам с кривошипно-шатунной трансмиссией. .

Изобретение относится к транспортным средствам, аккумулирующим энергию в маховике. .

Изобретение относится к машиностроению, транспорту, в частности к велостроению. .

Велосипед // 2223886
Изобретение относится к двухколесным велосипедам с электрической трансмиссией и маховиком, который может использоваться для стабилизации велосипеда. .

Изобретение относится к производству спортивного и прогулочного снаряжения и может быть использовано при создании новых моделей тренажеров и снарядов-аналогов: велосипедов, самокатов, роликовых коньков, лыж, снегоходов, снегокатов, коньков, буеров, весельных лодок, байдар, каноэ.

Изобретение относится к предметам, удовлетворяющим жизненные потребности человека, и может применяться как спортивный снаряд для развития координации движений, реакции, мускул ног и спины, преимущественно у детей и молодежи, как средство развлечения взрослых и детей в местах организованного отдыха (в санаториях, туристических базах, парках культуры) и как спортивный снаряд и средство передвижения для инвалидов с различными поражениями двигательной системы, но для случаев, когда инвалид может выполнять приседания.

Изобретение относится к устройствам для приведения в действие транспортных средств мускульной энергией человека. Привод имеет две ступени, первая из которых выполнена из двух механизмов планетарного исполнения, имеющих водила (2, 3) и жестко соединенных с валом каретки (1), изготовленные каждый в виде диска и в совокупности с валом каретки (1) выполняющие роль маховика, со свободно установленными на выступающих концах сателлитами (4, 5), которые связаны передаточным отношением, равным единице, с солнечными зубчатыми звеньями (7, 8), установленными концентрично к валу каретки с двух боковых сторон неподвижно к корпусу (9) транспортного средства, а педали (10, 11) установлены на радиальных концах горизонтальных рычагов (12, 13), всегда направленных вперед. Осевые концы горизонтальных рычагов (12, 13) имеют жесткое соединение с сателлитами (4, 5). Вторая ступень выполнена зубчатой передачей, колесо (16) которой неподвижно закреплено на ободе водила (2), а шестерня (17) установлена на приводной оси (18) одного из исполнительных механизмов транспортного средства. Изобретение позволяет увеличить тяговую способность и повысить коэффициент полезного действия привода. 1 ил.

Группа изобретений относится к вариантам мускульного привода. Привод по первому варианту содержит педали или рукоятки и крутильную пружину, которая с одного конца соединена с нагрузкой, например с движителем, а с другого конца соединена с обгонной муфтой, закрепленной в станине, и с еще одной или несколькими обгонными муфтами, соединенными с педалями или рукоятками. Все обгонные муфты допускают вращение второго конца пружины только в одну сторону. Привод по второму варианту содержит педали или рукоятки, соединенные с компрессором, который соединен с емкостью, соединенной с пневмодвигателем. Выход газа из пневмодвигателя направлен на вход компрессора через промежуточную эластичную емкость. Обеспечивается получение максимальной степени превращения мускульной энергии в произведенную работу. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Транспортное средство содержит раму с седлом, переднее управляемое колесо, соединенное с рулем и шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной заодно с большой зубчатой шестерней, ободные тормоза. Большая зубчатая шестерня соединена посредством цепной передачи с малой шестерней заднего колеса. Ободные тормоза соединены тросами с тормозными ручками на руле. На раме закреплен инерционный механизм, представляющий собой пустотелое кольцо прямоугольного или круглого сечения. Кольцо закреплено внутри рамы вертикально в одной и той же плоскости с ней. Одна половина кольца расширена с обеих торцевых сторон таким образом, что внутреннее сечение расширенного полукольца, направленного в сторону заднего колеса, в несколько раз больше сечения нерасширенного полукольца, направленного в сторону переднего колеса. Внутренняя полость кольца заполнена ртутью или жидкостью с большим удельным весом. На расширенной части кольца установлен насос, имеющий на оси зубчатую шестерню, входящую в зацепление с шестерней, закрепленной на валу электродвигателя. Электродвигатель закреплен на корпусе насоса. На багажнике позади седла закреплена аккумуляторная батарея, которая электрически через блок управления, закрепленный на раме, подключена к электродвигателю. Подвижный элемент реостата блока управления посредством тросика соединен с возвратной пружиной и ручкой изменения частоты вращения вала электродвигателя, расположенного на руле. Достигается повышение технических характеристик транспортного средства. 7 ил.
Наверх